选择性必修 第一册波的形成精品测试题

这是一份选择性必修 第一册波的形成精品测试题，文件包含人教版2019高中物理选择性必修一第三章31举一反三训练原卷版docx、人教版2019高中物理选择性必修一第三章31举一反三训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。

一、核心知识点梳理
知识点1：机械波的定义：
机械振动在介质中的传播。
关键理解：
源：必须有振动的物体（波源）。
载体：必须有传播振动的物质（介质），如固体、液体、气体。真空中不能传播机械波。
实质：传播的是振动形式和能量，介质本身并不随波迁移（质点只在各自的平衡位置附近振动）。
知识点2：波的形成过程（以绳波为例）：
初始：绳上各质点处于平衡位置。
波源振动：手持绳端（波源）开始做周期性上下振动。
带动相邻：波源质点A振动时，通过绳的弹力带动相邻质点B振动。
依次带动：质点B振动又带动更远的质点C振动，如此往复。
振动传播：振动这种运动状态（形式）就沿着绳子由近及远地传播出去，形成波。
滞后性：离波源越远的质点，开始振动的时间越晚。后一质点总是“追随”前一质点的振动。
知识点3：横波与纵波：
横波：
定义：质点的振动方向与波的传播方向垂直的波。
特征形态：形成波峰（质点正向最大位移处）和波谷（质点负向最大位移处）。
介质要求：只能在固体中传播（需要切变弹性，液体、气体表面也能形成特殊横波如水面波）。
典型例子：绳波、光波（电磁波，非机械波）、S波（地震横波）。
纵波：
定义：质点的振动方向与波的传播方向平行的波。
特征形态：形成疏部（质点分布稀疏的区域）和密部（质点分布密集的区域）。
介质要求：可以在固体、液体、气体中传播（需要体积压缩弹性）。
典型例子：声波、P波（地震纵波）、弹簧上的疏密波。
【题型1：波的形成】
例1.一条绳子可以分成一个个小段，每小段都可以看作一个质点，这些质点之间存在相互作用。如图是某绳波形成过程示意图，质点1在外力作用下沿竖直方向做简谐运动，带动质点2、3、4……各个质点依次振动，把振动从绳的左端传到右端。t=T时，质点9刚要开始运动。下列说法正确的是（ ）
A．t=T时，质点4的刚开始振动
B．t=T时，质点9开始向下运动
C．t=T时，质点5的加速度达到最大
D．t=T时，质点13第一次到达波峰
【答案】D
【详解】A．时，质点5刚开始振动，故A错误；
B．由同侧法可知，时，质点9开始向上运动，故B错误；
C．时，质点5到达平衡位置向下振动，则此时质点5的加速度为零，故C错误；
D．时，质点13已经振动了时间，第一次到达波峰，故D正确。
【举一反三】：
1.关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（ ）
A．波的传播速度就是质点的振动速度
B．介质中有机械波传播时，介质中的某点会随波迁移
C．在波的传播中，后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是振动频率会减小
D．发声体振动后，产生的声波在空气中传播，形成声波的质点分布不均匀
【答案】D
【详解】A．波的传播速度和振动速度是不同的概念，故A错误；
B．波传播过程中，传播的是形式和能量，振动质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波的传播发生迁移，故B错误；
C．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已，振动频率都等于波的频率，都相同，故C错误；
D．发声体振动时在空气中产生的声波是纵波，纵波的波形是疏密相间的，故D正确。
2.关于机械波的形成和传播，下列说法中正确的是（ ）
A．物体做机械振动，一定产生机械波
B．参与振动的质点振动的频率各不相同
C．机械波是质点随波迁移，也是振动能量的传递
D．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已
【答案】D
【详解】A．只有振动形式在介质中传播，才形成机械波，故A错误；
B．质点的振动频率都等于波的频率，都相同，故B错误；
C．波传播过程中，传播的是形式和能量，波在传播的过程中，质点不随波迁移，故C错误；
D．后振动的质点总是跟着先振动的质点重复振动，只是时间落后而已，故D正确。
3.我国诗人对波的兴动与源起别具慧眼，能于细微处品波，如“藻花菱刺泛微波”、“荷花初醒水微波”等，真是奇景！又如“清风吹空月舒波”、“孤舟常占白鸥波”等，这些都是在今人不起眼的地方探究波源、波动，关于上面诗句的理解，下列说法正确的是（ ）
A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时出现了水波形成的波源
B．“孤舟”振动速度等于水波的传播速度
C．“孤舟”会随水波在水面上前行
D．上面诗句中都涉及到水波，水波属于纵波
【答案】A
【详解】A．“藻花菱刺”、“荷花初醒”时有振动，出现了水波形成的波源，故A正确；
BC．诗句中“孤舟”相当于介质质点，介质质点只在平衡位置上下振动，不会随波在水面上前行，振动速度时刻改变，波传播速度在同种介质认为不变，故BC错误；
D．在水面上传播时，水波属于横波，故D错误。
知识点4：机械波的特点：
传播需要介质：真空中不能传播机械波。
传递能量和信息：波源的能量通过介质传递出去。信息（如声音）也随之传递。
质点不迁移：介质中的各个质点只在各自的平衡位置附近振动，并不随波迁移。
周期性：
介质中各质点的振动周期（频率）等于波源的振动周期（频率）。
波在空间上具有周期性（波长λ）。
传播速度：波在介质中传播有一定的速度（波速v），其大小由介质本身的性质决定（如弹性、密度），与波源无关（波源只决定频率f）。
独立性：几列波在同一介质中相遇时，能保持各自的性质（频率、波长、振幅、振动方向等）继续传播，互不干扰。这是波叠加原理的基础。
【题型2：波的特点】
例2.下列说法正确的是（ ）
A．固有频率为3Hz的振子在5Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为5Hz
B．单摆在做受迫振动时，当驱动力的频率大于其固有频率时，可以通过增大摆长来产生共振现象
C．我们熟悉的绳波、水波、声波，都是横波
D．机械波在介质中传播时，介质本身不随波传播，而且传播过程中介质不会获得能量
【答案】A
【详解】A．受迫振动的频率等于驱动力的频率，固有频率为3Hz的振子在5Hz的驱动力作用下做受迫振动的振动频率为5Hz，A正确；
B．当驱动力的频率等于固有频率时发生共振；单摆在做受迫振动时，当驱动力的频率大于其固有频率时，单摆的频率为 ，增大摆长，固有频率减小，驱动力的频率不能等于固有频率，不可以通过增大摆长来产生共振现象，B错误；
C．我们熟悉的声波是纵波，C错误；
D．机械波在介质中传播时，介质本身不随波传播，传播过程中介质会获得能量，D错误。
【举一反三】：
1.有关纵波与横波的说法正确的是（ ）
A．对于纵波，质点的振动方向与波的传播方向一定相同
B．对于横波，质点振动方向与波的传播方向垂直
C．纵波的质点可以随波迁移，而横波的质点不能
D．纵波只能在液体、气体中传播
【答案】B
【详解】A．纵波中质点振动方向与波的传播方向在一条直线上，但不一定相同，故A错误；
B．横波中质点振动方向与波的传播方向垂直，故B正确；
C．机械波传播过程中，质点只是在其平衡位置附近做简谐运动，并不随波迁移，故C错误；
D．纵波可在固体、液体和气体中传播，故D错误。
2.如图，一只小鸭A（视为质点）在平静的河道内靠近岸边戏水，在水面上引起一列稳定的水波，B为岸边的一点，P点为小鸭A和B点连线的中点，下列说法正确的是（ ）
A．P处质点与B处质点的振动频率相同
B．P处质点与B处质点的振动方向一定相反
C．P处质点与B处质点同时同向开始振动
D．一段时间后P处质点将运动到B点
【答案】A
【详解】A．介质中质点的振动周期和频率都与波源相同，所以P处质点与B处质点的振动频率一样，故A正确；
B．由于不确定P点与B点的距离与波长的关系，所以不能确定这两点的振动方向是相同还是相反，故B错误。
C．P点接近波源，故P点先振动，故C错误；
D．机械波在传播的过程中，质点在各自平衡位置振动，质点并不随波迁移，即P点不会随水波运动到B点，故D错误。
3.如图甲所示，粗细均匀的竖直浮标静止在水中，浮标周围水面上S处有一片树叶，现给浮标一竖直向下的初速度，随后浮标的振动图像如图乙所示，取竖直向上为正方向。下列说法正确的是（ ）
A．时刻浮标所受浮力小于重力B．时刻浮标的动量最小
C．树叶先向上振动，且离浮标越来越远D．浮标在振动过程中机械能不守恒
【答案】D
【详解】A．时刻浮标到达最低点，此时加速度向上，则浮标所受浮力大于重力，选项A错误；
B．时刻浮标在平衡位置，速度最大，则动量最大，选项B错误；
C．因浮标起振方向向下，可知树叶先向下振动，且只在平衡位置附近上下振动，不会离浮标越来越远，选项C错误；
D．浮标在振动过程中受阻力作用，则机械能不守恒，选项D正确。